Результати перших теоретико-експериментальних випробувань переконливо довели – нова технологія, запропонована дослідниками Політехнічного університету Валенсії, знижує рівень забруднень атмосфери при роботі двигуна. При роботі нового «зеленого двигуна» викиди оксидів азоту і сажі скоротилися на 92% і 88% відповідно, а CO2 з вихлопних газів труби на 15% – до 52 г / ткм (грам на тонну і кілометр). Нова розробка випереджає строгі правила по боротьбі із забрудненням, затверджені урядом Іспанії на 2025 рік. До речі, нова конфігурація об’єднує всі переваги гібридних і двохпаливних двигунів внутрішнього згоряння. Результати дослідження публікує журнал Energy Conversion and Management.
Максимальна ефективність, менше забруднення
Об’єднання двох технологій, двохпаливного спалювання і гібридної конструкції дозволяє максимально використовувати переваги двох технологій відразу, пояснюють дослідники. «Електрообладнання запобігає використанню теплового двигуна в умовах низької ефективності. Водночас додавання теплового двигуна в систему дозволяє отримати економічно рентабельні автомобілі в порівнянні з електричними і відносно чистими », – підкреслює Антоніо Гарсія, професор Політехнічного університету Валенсії (UPV).
Професор каже, що технологія двохпаливного паралельного гібридного згоряння дозволяє знизити викиди оксидів азоту більш ніж на 90% в порівнянні з дизельним двигуном. Сажа при цьому практично не утворюється. Крім того, оптимізація електричних компонентів дозволяє тепловому двигуну працювати з максимальною продуктивністю при меншій витраті палива. А саме на 13% в порівнянні зі звичайним дизельним транспортним засобом.
Чому важливі математичні моделі
Сантьяго Мартінес, дослідник з CMT-Thermal Engines UPV, розповів про хід дослідження.
«Для цього дослідження була створена віртуальна модель оригінального транспортного засобу зі звичайним дизельним механізмом. Вона була підтверджена з використанням експериментальних даних, отриманих з вантажівки компанією Volvo. Після цього ми провели оптимізацію різних електричних компонентів – двигуна, генератора і акумулятора. Були взяті до уваги реальні їздові цикли вантажівки з новим двигуном. Ця методологія дозволяє значно скоротити кількість експериментальних випробувань, а, отже, і вартість розробки будь-якої заданої технології », – пояснює Мартінес.
Яка батарея буде найбільш ефективною?
Хав’єр Монсальва, ще один член команди CMT-Thermal Engines, пояснює, що для визначення потенціалу нової технології в порівнянні з існуючою необхідно оцінити її вартість з урахуванням двох основних чинників. З одного боку, ціна батарей, а з іншого – можлива економія у вигляді штрафів за перевищення викидів CO2 в Іспанії.
У своєму аналізі дослідники взяли до уваги поточну ціну батарей (близько 176 євро / кВт * год) і їх орієнтовну вартість у 2025 році (близько 100 євро / кВт * год). Також враховувався грошовий штраф, який загрожує виробникам вантажівок, якщо вони не будуть дотримуватися ліміт викидів CO2 в 2025 році – 4 250 євро за г / ткм.
«Беручи до уваги поточну ціну на акумулятори та штрафи, запропоновані Європейським Союзом на 2025 рік, двохпаливна технологія для вантажівок від 18 до 25 тонн дає кращі переваги при використанні акумуляторів малої місткості (до 10 кВт * год). А використання пакетів з більшими батареями істотно збільшить кінцеву вартість автомобіля. Так, вона впаде у зв’язку з передбачуваним падінням цін на літій-іонні технології в найближчі роки. Але до тих пір навряд чи можна побачити виробництво чисто електричних вантажівок в широкому масштабі », – робить висновок Монсальва.
Натхнення: hightech.fm